Der Verbund GBOL II wird weiter am Ausbau der ersten umfassenden 'DNA-Barcoding' - Gendatenbank der deutschen Flora und Fauna arbeiten. Vorhabensziel der Ruhr-Universität Bochum ist die 1) Erstellung einer umfassenden Inventarliste der Pilze in ausgewählten Habitaten mit eNGS, 2) Entwicklung eines einsatzbereiten DNA-Chips zur Diagnostik von Baumparasiten und Baum-assoziierten Arten sowie die 3) Komplettierung der Referenzdatenbank. Pilze übernehmen in allen terrestrischen Ökosystemen Schlüsselfunktionen und sind mit einer sehr großen Diversität in nahezu allen Habitaten vertreten. Dabei sind nicht nur wegen ihrer vielfältigen Ökosystemfunktionen für den Menschen von großer Bedeutung. Viele Sekundärstoffe und Enzyme aus Pilzen spielen in der modernen Biotechnologie eine wichtige Rolle. Darüber hinaus sind sie als Pathogene in der Medizin oder in der Land- und Forstwirtschaft oft die gefürchtetsten Organismen. Im Bereich der Pathogene ist jedoch eine genaue Identifizierung der Organismen essentiell und eine Grundvoraussetzung für eine erfolgreiche Bekämpfung. Die morphologische Bestimmung ist, in der Regel sehr zeitaufwändig und bisher ist nur ein Bruchteil der relevanten Arten mit einem Barcode charakterisiert. Im Projekt soll der Fokus vor allem auf den Baumparasitischen Arten liegen, da diese bisher besonders wenig untersucht wurden. In Deutschland und Mitteleuropa sind diese Gruppen vor allem für den Obstanbau und die Forstwirtschaft relevant. Im Rahmen des Projektes sollen zum einen die Datenbanken mit Vergleichssequenzen gefüllt werden, zum anderen soll jedoch auch ein DNA-Chip zur Diagnostik entwickelt werden. Darüber hinaus sollen mit Methoden des 'environmental Next Generation Sequencing (eNGS)' potentielle Pathogene identifiziert werden, lange bevor Symptome an den Bäumen zu sehen sind.
Das Verbundprojekt GBOL II wird weiterhin am Ausbau der ersten umfassenden DNA-Barcoding-Gendatenbank der deutschen Flora und Faun arbeiten, dabei aber zunehmend angewandte Aspekte berücksichtigen. Vorhabensziele der Zoologischen Staatssammlung München - ZSM (Staatliche Naturwissenschaftlichen Sammlungen Bayerns - SNSB) gliedern sich in: Task A1: DNA Barcoding von 6000 bisher nicht erfassten Tierarten Deutschlands, Katalogerstellung, Daten-Bereitsstellung in einer öffentlich zugänglichen Datenbank. Taxonomische Schwerpunkte: Lepidoptera, Coleoptera, Hymenoptera. Weitere Schwerpunkte: RL Arten, FFH Arten, alte Museumsbelege (v.a. Typenmaterial). Task C5.1: Entwicklung einer schnellen und preisgünstigen NGS-gestützten Monitoring-Strategie am Beispiel invasiver Arten im NP Bayerischer Wald. Task D2: DNA-Referenz-Katalog-Erstellung sowie Entwicklung einer schnellen und preisgünstigen Nachweismethodik für wichtige Organismen in Forensik, Lebensmittelkontrolle und Getränkeherstellung, Bereitstellung der Daten in einer öffentlich zugänglichen Datenbank. Arbeitsplan: Task A1: in den Jahren 1-3 sollen 5000/5000/6300 Proben bearbeitet werden, davon 6560 alte Museumsobjekte im NGS-gestützten 'Prosser-Verfahren'. Erreichen der Anwendungsreife an der ZSM im 3. Jahr. Task C5.1: In den Jahren 1 und 2 sollen Malaisefallen-Aufsammlungen an 9 Stellen im Unteren Donautal und im NP Bayerischer Wald erfolgen (216 Teilproben). Im ersten und zweiten Jahr werden die Arten von je 75 Massenproben per NGS (je 10 Mio. reads) identifiziert, im dritten Jahr von weiteren 150 Proben inkl. Tests von Alternativverfahren (weitere 20 Mio. reads). Parallel dazu werden 3165 selektierte Proben im voucher-based Sanger-Verfahren bearbeitete werden. Task D2: Im ersten Jahr sollen 600, im zweiten Jahr 900 und im dritten Jahr 1500 Proben aus Forensik, Lebensmittelkontrolle und Getränkeherstellung bearbeitet werden. Insgesamt sollen 100 Mischproben (Lebenmittelkontrolle) und Massenproben (Forensik) per NGS-Verfahren identifiziert werden.
Der Verbund GBOL II wird weiter am Ausbau der ersten umfassenden 'DNA-Barcoding' - Gendatenbank der dt. Flora und Fauna arbeiten. Diese ermöglicht eine automatisierte Artbestimmung. Die Universität Gießen beabsichtigt hierzu Standardprotokolle für die DNA-basierte Pollenidentifikation zu entwickeln, die eine automatisierbare, standardisierbare, schnelle, qualitativ hochwertige Hochdurchsatzanalyse ermöglichen. Dazu bedarf es der standardisierten Probenahme (Luftpollen, zoophiler Pollen, Pollen aus Honig), automatisierbare Verfahren zur Lagerung, Reinigung, DNA-Isolierung, Amplifikation, Sequenzierung und Datenanalyse. Schwerpunkte liegen auf Arten, die (i) gesundheitliche Probleme verursachen (z.B. Allergien), (ii) die in pollenhaltigen Produkten vorkommen (z.B. Honig), sowie (iii) Pollen der wichtigsten landwirtschaftlichen insektenbestäubenden Arten. Die bereits existierende Referenzdatenbank wird erweitert und optimiert. Standardisierung der Probenahme - Vorhandene Techniken werden bezüglich ihrer Eignung zur DNA-basierten Identifikation getestet. Modifikationen werden nötig, z.B. zur optimierten Lagerung im Feld, sowie zur Reinigung von abiotischen und biotischen Verunreinigungen, um eine universell einsetzbare und übertragbare Methode zur Pollenprobennahme an multiplen Standorten mit qualitativ hochwertigen, reproduzierbaren Ergebnissen zu erhalten. Standardisierte Laborprotokolle - werden entwickelt, (i) zur optimierten automatisierbaren DNA-Isolation aus Pollen und (ii) zur Überprüfung der Qualität und Quantität der veröffentlichten DNA Barcoding Marker und deren Identifikationsgenauigkeit mittels NGS-Sequenzierung. Künstlich generierte Mischproben und Freilandproben werden analysiert. Die Ergebnisse münden in Empfehlungen für Standardisierungsbehörden. Erweiterung der GBOL-Referenzdatenbank um Voucher der wichtigsten pollenallergenen Pflanzen, der wichtigsten Honigpflanzen, sowie der wichtigsten landwirtschaftlich bedeutsamen insektenbestäubten Pflanzen.